JPS61170812A - 産業用ロボツトの制御装置 - Google Patents

産業用ロボツトの制御装置

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JPS61170812A
JPS61170812A JP60012960A JP1296085A JPS61170812A JP S61170812 A JPS61170812 A JP S61170812A JP 60012960 A JP60012960 A JP 60012960A JP 1296085 A JP1296085 A JP 1296085A JP S61170812 A JPS61170812 A JP S61170812A
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JP
Japan
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gain
industrial robot
servo
output
deviation
Prior art date
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Pending
Application number
JP60012960A
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English (en)
Inventor
Kuninori Takezawa
邦則 竹澤
Keiichi Jin
恵一 神
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS61170812A publication Critical patent/JPS61170812A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/21Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
    • G05B19/23Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control
    • G05B19/231Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
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    • G05B2219/33261Conversion of detected pulses to voltage, frequency to voltage convertor
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/41026Change gain as function of speed

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
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  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、産業用ロボットの制御装置に関するものであ
る。
従来の技術 近年、産業用ロボットは色々な分野の生産ラインに導入
されているが、これにともない産業用ロボットの生産台
数も年々増加している。
以下、図面を参照しながら上述した産業用ロボットの制
御について説明する。
第2図は従来の産業用ロボットの制御装置のブロック図
を示すものである。
1は、教示機能、外部入出力機能、ロボット制御機能等
を管理制御する中央制御手段で、一般にマイクロコンピ
ュータを設けである部分である。
2は、産業用ロボ7)の教示移動量を中央制御手段1か
ら受け、パルス量に変換発生する指令パルス発生手段で
ある。
3は、指令パルス発生手段2から送られたパルス数と産
業用ロボットの各関節に設けられた回転角検出器からフ
ィードバックされてくるパルス数との偏差をカウントし
この偏差パルス数を発生する偏差カウンタ手段である。
4は、偏差カウンタ手段3でカウントされた偏差パルス
数をアナログ値(電圧)に変換するD/A変換手段であ
る。
6aは、D/A変換手段4により出力された電圧を増幅
するサーボゲイン手段である。
6bは、サーボゲイン手段6aにより増幅された電圧に
対応したモータ駆動電圧を出力するモータ駆動手段であ
る。
6aは、産業用ロボットの各関節の駆動を行なうサーボ
モータである0 6bは、サーボモータ6aの回転角に応じたパルスを発
生する回転角検出器で、一般にロータリーエンコーダと
呼ばれ、サーボモータ6aに取付けられている。
以上のように構成された産業用ロボットの制御装置につ
いて、以下その動作について説明する。
まず、外部入力機能、例えばテンキー等により入力され
た産業用ロボットの動作移動位置を中央制御手段1で位
置データとして記憶する。この状態で外部入力機能より
産業用ロボットの動作命令が入力されると、中央制御手
段1はあらかじめ記憶されている位置データを指令パル
ス発生手段2へ出力する。
指令パルス発生手段2は、中央制御手段1から出力され
た位置データをパルス数に変換する。このパルス数は、
例えば、産業用ロボットの関節が旋回式であれば移動位
置は旋回角度に変換しなければならないので、関節の旋
回角度をθ、関節の減速比をG1回転角検出器6bの1
回転の出カバθ ルス数をPとすれば1r5x G x P  の関係式
で定められた速度力〜プに合わせてパルス数を発生する
。                        
 −このパルス数と偏差カウンタ手段3で回転角検出器
6bからフィードバックされてくるパルス数の偏差をカ
ウントして偏差パルス数を出力する。
尚、この時点ではサーボモータ6aは駆動回転されてい
ないので回転角検出器6bからフィードバックされてく
るパルス数はゼロである。次に、D/A変換手段4で偏
差カウンタ手段3から出力された偏差パルス数をアナロ
グ値(電圧)に変換し、モータ駆動手段6bに出力する
。このモータ駆動手段5bは、アナログ値をサーボゲイ
ン手段6aで増幅した値に対応した電流と電圧をサーボ
モータ6aに出力して駆動する。サーボモータ6aが駆
動回転すると回転角検出器6bからパルスを発生出力し
て偏差カウンタ手段3にフィードバックされ、偏差がゼ
ロになるまで偏差パルスの出力を続ける。偏差がゼロに
なれば上記の説明からも解かるように、サーボモータ6
aの駆動回転は停止して位置決めを完了する。
また、一般的に産業用ロボットは速度制御が行なわれて
いるが、F/V変換手段7は、サーボモータ6aが駆動
回転する速さに応じて回転角検出器6bから出力される
パルス変化(周波数変化F)を電圧変化Vに変換する。
例えば、D/A変換手段4から出力された電圧V1.F
/V変換手段7から出力された電圧をV2.サーボゲイ
ン手SaのゲインをMlそしてモータ駆動手段6bの出
力をvsとすると、Vs−M(Vl−V2 )の関係式
で速度制御を行なう0上記の関係式からも解かるように
、サーボゲイン手段5aのゲインMの位により、モータ
駆動手段6bの出力は決定されサーボモータ6aの駆動
回転速度出力トルクが決められる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、産業用ロボット
の部品精度と組立による機械的かたさがあるので、産業
用ロボット毎々に制御装置のサーボゲインを調整しなけ
ればならない。
また、機械的かたさは温度変化によっても大きく変化す
るので、温度変化の大きい場所で使用する場合、サーボ
ゲインの調整が難しいという問題点を有していた。
更には、制御装置、産業用ロボット相互の互換性がない
ので、故障の際にどちらかを交換したとき、再度サーボ
ゲインを調整しなければならないというメンテナンスの
面においても問題を有していた0 問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の産業用ロボットの
制御装置は、指令パルス発生手段からのパルス数と、回
転角検出器からフィードバックされてくるパルス数との
偏差をカウントする偏差カウンタ手段の偏差パルス数が
、定められた速度カーブより、進んでいるか、または遅
れているかを確認判断して、ゲインを決めるサーボゲイ
ン判定手段を設け、2ヶ以上有る内の決められたゲイン
を出力し、少なくとも2個以上のゲインを有する多種ゲ
イン出力手段とを設けたものである。
作  用 本発明は、上記した構成によって、産業用ロボットの機
械的かたさくトルク変化)の変化が生じてもサーボゲイ
ン判定手段で最適のゲインを選択して、多種ゲイン出力
手段で選択されたゲインを出力するので、変化に随時追
従することができるものである。
実施例 以下本発明の一実施例の産業用ロボットの制御装置につ
いて、図面を参照しながら説明する。
第1図は、本発明における産業用ロボットの制御装置の
ブロック図である。
8は、教示機能、外部入出力機能、ロボット制御機能等
を管理制御する中央制御手段で、一般にマイクロコンピ
ュータを設けである部分である。
9は、産業用ロボットの教示移動量を中央制御手段8か
ら受け、パルス量に変換発生する指令パルス発生手段で
ある。
1oは、指令パルス発生手段9から送られたパルス数と
産業用ロボットの各関節に設けられた回転角検出器から
フィードバックされてくるパルス数と偏差をカウントし
、この偏差パルス数を見付出力する偏差カウンタ手段で
ある。             111は、偏差カウ
ンタ手段1oでカウントされた偏差パルス数をアナログ
値(電圧)に変換するD/A変換手段である。
12は、D/A変換手段11で出力されたアナログ値か
ら判断してサーボゲインを選択するサーボゲイン断定手
段である。
13は、サーボゲイン断定手段12で選択されたサーボ
ゲインを出力する多種ゲイン出力手段である。
14は、D/A変換手段11で出力された電圧を多種ゲ
イン出力手段13からのゲインで増幅して、この増幅さ
れた電圧に対応したモータ駆動電圧を出力するモータ駆
動手段である。
15aは、産業用ロボットの各関節の駆動を行なうサー
ボモータである。
15bは、サーボモータ15aの回転角に応じたパルス
を発生する回転角検出器で、一般にロータリーエンコー
ダと呼ばれ、サーボモータ15aに取付けられている。
以上のように構成された本発明の産業用ロボットの制御
装置について、以下その動作について説明する。
まず、外部入力機能、例えばテンキー等により入力され
た産業用ロボットの動作移動位置を中央制御手段8で位
置データとして記憶する。この状態で外部入力機能より
産業用ロボットの動作命令が入力されると、中央制御手
段8はあらかじめ記憶されている位置データを指令パル
ス発生手段9へ出力する。
指令パルス発生手段9は、中央制御手段8から出力され
た位置データをパルス数に変換する。このパルス数は、
例えば、産業用ロボットの関節が旋回式であれば移動位
置は旋回角度に変換しなければならないので、関節の旋
回角度をθ、関節の減速比をG1回転角検出器15bの
1回転の出力θ パル場をPとすれば□xGxP  の関係式で定められ
た速度カーブに合わせてパルス数を発生する。
このパルス数と偏差カウンタ手段10で回転角検出器1
5bからフィードバックされてくるパルス数の偏差をカ
ウントして偏差パルス数を出力する。
尚、この時点ではサーボモーター5aは駆動回転されて
いないので回転角検出器151)からフィードバックさ
れてくるパルス数はゼロである。
次に、D/A変換手段11で偏差カウンタ手段1oから
出力された偏差パルス数をアナログ値(電圧)に変換し
モータ駆動手段14に出力する。
更には、サーボゲイン判定手段12においてこのアナロ
グ値(電圧)とF/V変換手段16からフィードバック
されてきた電圧とから定められた速度カーブより進でい
るか、または遅れているかを判断してゲインを選択決定
する。例えば、多種ゲイン出力手段13において、速度
カーブより進でいる場合は、基準ゲイン17より小さい
ゲインM −1、M −2,−、−M −nを選択し、
また、遅れている場合は基準ゲイン17より大きいM+
1゜M+2.・・・・・・M + nを選択する。
モータ駆動手段14では、D/A変換手段11からのア
ナログ値を多種ゲイン出力手段13からのゲインで増幅
した値に対応した電流と電圧をサーボモータ15aに出
力して駆動する。
サーボモータ15aが駆動回転すると、サーボモータ1
6aに取付けられた回転角検出器15bも同時に連動回
転してパルスを発生出力して偏差カウンタ手段10にフ
ィードバックされ、偏差がゼロになるまで偏差パルスの
出力を続ける。偏差がゼロになれば上記の説明から解か
るようにサーボモータ15aの駆動回転は停止して位置
決めを完了する。
また、産業用ロボットは速度制御が行なわれているが、
F/V変換手段16は、サーボモータ15aが回転する
速さに応じて回転角検出器15bから出力されるパルス
変化(周波数変化F)を電圧変化Vに変換する。例えば
、D/A変換手段口から出力された電圧をVl、F/V
変換手段16から出力された電圧をV2.多種ゲイン出
力手段13からのゲインをMlそしてモータ駆動手段1
4ノ出力をv3とすルト、Vs=M(V 1−V2)の
関係式で速度制御が行なわれる。          
  I上記の関係式からも解かるように、多種ゲイン出
力手段13からのゲインMの位により、モータ駆動手段
14の出力は決定されサーボモータ15aの駆4動回転
速度、出力トルクが決められる。
発明の効果 以上のように本発明では、従来の制御装置にサーボゲイ
ン判定手段と、多種ゲイン出方手段とを設けることによ
シ、産業用ロボットの機械的かたさくトルク変動)の変
化に対応したゲ4・ンMを選択してサーボモータを駆動
することができるので、ゲイン調整をする必要がなく、
産業用ロボットの出荷調整時間を大巾に短縮することか
できるとともに周囲の環境変化における機械的かたさの
変化にも対応することができる。更には、故障、メンテ
ナンスにおける制御装置と産業用ロボットとの相互の互
換性も可能とすることができる0
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における産業用ロボットの制御装置のブ
ロック図である。 第2図は従来の制御装置のブロック図である08・・・
・・・中央制御手段、9・・川・指令パルス発生手段、
1o・・・・・・偏差カウンタ手段、11・・・・・・
D/A変m手e、12・・・・・・廿−、+:〃メソ負
Sウキの 4す・・・・・・多種ゲイン出力手段、14
・・・・・・モータ駆動手段、16・・・・・・F/V
変換手段。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 産業用ロボットの教示機能、外部入出力機能、制御機能
    等を管理する中央制御手段と、ロボットの動作位置デー
    タをパルス量に変換する指令パルス発生手段と、この指
    令パルス発生手段からのパルス量と産業用ロボットの各
    関節に設けられた回転角検出器からのパルス量との偏差
    パルス量を発生する偏差カウンタ手段と、この偏差カウ
    ンタ手段からのパルス量をアナログ値に変換するD/A
    変換手段と、このD/A変換手段からのアナログ値と産
    業用ロボットの各関節に設けられた回転角検出器からの
    パルス量を電圧変換して得た電圧とから判断してサーボ
    ゲインを決めるサボゲイン判定手段と、このサーボゲイ
    ン判定手段で選択判定されたゲインを出力する多種ゲイ
    ン出力手段と、前記D/A変換手段からのアナログ値と
    前記多種ゲイン出力手段のゲインにより、モータの駆動
    を行なうモータ駆動手段とを備えたことを特徴とする産
    業用ロボットの制御装置。
JP60012960A 1985-01-25 1985-01-25 産業用ロボツトの制御装置 Pending JPS61170812A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60012960A JPS61170812A (ja) 1985-01-25 1985-01-25 産業用ロボツトの制御装置

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60012960A JPS61170812A (ja) 1985-01-25 1985-01-25 産業用ロボツトの制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61170812A true JPS61170812A (ja) 1986-08-01

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ID=11819823

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60012960A Pending JPS61170812A (ja) 1985-01-25 1985-01-25 産業用ロボツトの制御装置

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JP (1) JPS61170812A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01239609A (ja) * 1988-03-22 1989-09-25 Okuma Mach Works Ltd 電動機による軸の位置制御方式

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01239609A (ja) * 1988-03-22 1989-09-25 Okuma Mach Works Ltd 電動機による軸の位置制御方式

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